[发明专利]一种基于多视点无序X光片的胸腔骨骼三维构建方法及系统

权利要求书

1.一种基于多视点无序X光片的胸腔骨骼三维构建方法，其特征在于，包括：

S1通过利用X射线设备对胸腔进行扫描拍摄，获得初始图像组，所述初始图像组包括多个角度下扫描生成的X光片图像；

S2初始图像组进行预处理，同时基于X射线设备构建相机模型，确定相机内外参数；

S3对X光片图像进行特征提取，并进行特征点匹配；

S4利用运动恢复结构算法进行稀疏点云模型的构建；

S5提取稀疏点云模型中的几何信息，构建获得稠密点云模型；

S6通过后期处理，获得具有颜色、纹理和结构特点的胸腔骨骼三维模型。

2.根据权利要求1所述的胸腔骨骼三维构建方法，其特征在于，所述S1中基于病患变换正卧、垂直侧躺两个姿势进行扫描拍摄，至少每隔20°拍摄一次，并在多细节位置至少每隔15°拍摄一次。

3.根据权利要求1的胸腔骨骼三维构建方法，其特征在于，所述S2中的预处理：对X光片图像进行高频调滤波和直方图均衡化，并对经过比特分解后的X光片图像进行低阶比特层置零处理。

4.根据权利要求1所述的胸腔骨骼三维构建方法，其特征在于，所述S3中特征提取采用AKAZE特征算法，通过非线性扩散滤波来构建胸腔骨骼的尺度空间。

5.根据权利要求4所述的胸腔骨骼三维构建方法，其特征在于，所述特征提取的过程中，将描述符LDB在垂直方向上的梯度值所占权重调至最大。

6.根据权利要求1所述的胸腔骨骼三维构建方法，其特征在于，所述S4的具体过程：

S4.1进行相机的标定，解出内参矩阵，提取特征点并对每2张图像进行特征匹配；

S4.2选择匹配点最多的一组作为起始图像，根据对极几何求解出本质矩阵或基础矩阵，其中本质矩阵指不同相机在相机坐标系下的关系，基础矩阵指图像坐标系的关系；

S4.3对以上2张图像匹配的特征点进行三角化，不断增加新的图像，通过新的图像匹配好的特征点进行3D-2D匹配；

S4.4根据BA算法，对所有相机位姿和空间中胸腔骨骼的三维坐标进行非线性优化，使得求解出的误差最小。

7.根据权利要求1所述的胸腔骨骼三维构建方法，其特征在于，所述S6中的后期处理采用隐性拟合的方式，具体为：

S6.1通过求解泊松方程来取得点云模型所描述的表面信息代表的隐性方程；

S6.2通过对该方程进行等值面提取，从而得到具有几何实体信息的表面模型。

8.一种实施权利要求1-7任一所述的胸腔骨骼三维构建方法的系统，包括：

图像输入模块，用于输入X光片图像；

模型输出模块，用于输出构建完成的三维模型；

相机标定模块，用于获取场景的三维坐标；

分析模块，用于分析X光片图像信息以及X射线设备的相机位姿；

生成模块，根据分析模块的分析结果构建模型；

修正模块，对模型构建过程中的图像信息进行修正。